(57)【要約】【課題】傾動台の中心を傾動中心とすることが可能であり、しかも傾装置を大型化させずに傾動台の傾動角度を大きくすることができる。【解決手段】傾動装置１は、基台３に対して傾動台２を傾動可能に支持する傾動台支持部４と、基台３の上面３ａに対して略平行となる方向に延在し、その延在方向に伸縮可能な一対の圧電素子５と、各圧電素子５の伸縮による第１の変位を自身の変形により基台３の上面３ａに略直交する方向に拡大させるとともに、この拡大による第２の変位を傾動台２に伝えるＶ溝部６６を有する変位拡大部材６とを備えている。傾動台支持部４は、支柱４１と、支柱４１に対して第１軸線を中心にして回転可能に支持された回動リングとを有し、傾動台２が回動リングに対して第２軸線を中心にして回転可能に支持される構成とした。【選択図】図３
2010165303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台の上方に所定間隔をもって配置された傾動台を備えた傾動装置であって、
前記基台に対して前記傾動台を傾動可能に支持する傾動台支持部と、
前記傾動台と前記基台との間で、前記基台の上面に対して略平行となる方向に延在するとともに、その延在方向に伸縮可能な一対の駆動体と、
該一対の駆動体のそれぞれに対応して設けられ、各駆動体の伸縮による第１の変位を、自身の変形により前記基台の上面に略直交する方向に拡大させるとともに、この拡大による第２の変位を前記傾動台に伝える伝達部を有する変位拡大部材と、
を備え、
前記傾動台及び前記基台には、それぞれに同軸に貫通する開口部が形成されてなり、
前記傾動台支持部は、前記基台の開口部に同軸に設けられた筒状の支柱と、前記基台の上面に平行であって前記支柱の中心軸線に直交する第１軸線を中心にして、前記支柱に対して回転可能に支持された回転体とを有し、
前記傾動台は、前記回転体の中心軸線に直交する第２軸線を中心にして、前記回転体に対して回転可能に支持され、
前記第１軸線と前記第２軸線とがなす角が交差することを特徴とする傾動装置。
【請求項２】
前記第１軸線と前記第２軸線とは同一平面内にあることを特徴とする請求項１に記載の傾動装置。
【請求項３】
前記伝達部は、前記傾動装置の平面視で前記第１軸線及び前記第２軸線のうちいずれか一方の軸線上に重なる位置に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の傾動装置。
【請求項４】
一端が前記基台に固定され、他端が前記傾動台に固定された付勢部材が設けられ、
該付勢部材による付勢力の方向は、前記第１軸線または前記第２軸線と交わる向きであって、前記基台と前記傾動台を近接または離間する方向に付勢することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の傾動装置。
【請求項５】
前記変位拡大部材には、前記駆動体をその伸縮方向に押圧する押圧部材を設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の傾動装置。
【請求項６】
前記変位拡大部材は、弾性ヒンジと、前記駆動体の変位を受けたときに前記弾性ヒンジを支点として変形する変形部と、該変形部に一体に設けられるとともに前記変形部から離れる方向の先端側に前記伝達部を有するアーム部とを備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の傾動装置。
【請求項７】
前記傾動台には、前記伝達部が対応する位置において、前記傾動台の下面からの突出量を調整可能な突出部材を設けたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の傾動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査物の表面形状や透過波面を検査する検査装置に用いられる傾動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、平板状の傾動台上に支持された被検査物の表面形状や透過波面を検査する検査装置が知られている。この検査装置は、傾動台の上方、或いは下方から検査光を照射し、その反射光や透過光等を測定することにより、被検査物の表面形状や透過波面を検査するものである。そして、一般的には、被検査物の表面形状や透過波面を検査する際に、傾動台を適宜傾動させることにより、検査光に対する傾きの調整を行なっている。その傾動機構としては、ピエゾ素子等の駆動部の変形作用を利用し、傾動台を傾動させる構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１６は、特許文献１に記載されている傾動機構を示す側面図である。すなわち、図１６に示す傾動装置１００は、平板状の基台１０１に支点部１０３を介して取り付けられた傾動台１０２と基台１０１の少なくとも１箇所に設けられるとともに、基台１０１に対して略平行な面に沿って移動可能な圧電素子の変形を利用した駆動部１０４と、傾動台１０２に支持されるとともに、駆動部１０４の移動に伴い基台１０１に対して略鉛直方向に移動可能な接触部材１０５と、傾動台１０２と基台１０１とを近接離反する方向に付勢する付勢部材１０６とを備え、駆動部１０４の先端には、接触部材１０５が接触しながら相対的に移動可能な傾斜面１０４ａが形成された構成となっている。
つまり、駆動部１０４を駆動させることにより、傾斜面１０４ａが基台１０１に対して略平行方向に移動し、この移動に伴い、傾斜面１０４ａに接触している接触部材１０５が略鉛直方向に移動し、傾動台１０２が支点部１０３を支点として基台１０１に対して傾斜する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１７０９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示す従来の傾動装置では、以下のような問題があった。
すなわち、圧電素子を駆動源として使用する図１６に示すような傾動装置１００では、駆動部１０４を基台１０１に対して略平行に配置することで傾動装置の小型化を図ることが可能であるが、一般的に圧電素子の変位量は数μm〜数十μmと微小であり、その変位に伴って変位する接触部材１０５の変位量も同様に微小量となるため、傾動台１０２の傾動角度が大きく取れないという問題があった。
【０００６】
ところで、鉛直方向（上下方向）の変位量に対して傾動台１０２の傾動角度を大きくするためには、支点部１０３と上下方向（鉛直方向）に変位する接触部材１０５との間の距離を短くする必要がある。また傾動の支点部１０３の位置を傾動台１０２の中心とすると、傾動動作に伴う被検査物の上下方向および左右方向の変位を小さくすることができ、調整が容易になるとされている。これに対して、傾動台１０２の中央に載せた被検査物に検査光を照射して、被検査物を透過した検査光を傾動台１０２の下方より分析する場合においては、傾動台１０２及び基台１０１に前記検査光を通過させるための開口を設ける必要がある。その場合、基台１０１の中心には開口があるので、傾動台１０２の支点部１０３を配置することができないことから、その点で改良の余地があった。
【０００７】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、傾動台の中心を傾動中心とすることが可能であり、しかも傾動装置を大型化させずに傾動台の傾動角度を大きくすることができる傾動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る傾動装置では、基台の上方に所定間隔をもって配置された傾動台を備えた傾動装置であって、基台に対して傾動台を傾動可能に支持する傾動台支持部と、傾動台と基台との間で、基台の上面に対して略平行となる方向に延在するとともに、その延在方向に伸縮可能な一対の駆動体と、一対の駆動体のそれぞれに対応して設けられ、各駆動体の伸縮による第１の変位を、自身の変形により基台の上面に略直交する方向に拡大させるとともに、この拡大による第２の変位を傾動台に伝える伝達部を有する変位拡大部材とを備え、傾動台及び基台には、それぞれに同軸に貫通する開口部が形成されてなり、傾動台支持部は、基台の開口部に同軸に設けられた筒状の支柱と、基台の上面に平行であって支柱の中心軸線に直交する第１軸線を中心にして、支柱に対して回転可能に支持された回転体とを有し、傾動台は、回転体の中心軸線に直交する第２軸線を中心にして、回転体に対して回転可能に支持され、第１軸線と第２軸線とがなす角が交差することを特徴としている。
【０００９】
本発明では、駆動体をその延在方向を基台に対して略平行に配置させ、駆動体の第１の変位を変位拡大部材によって基台の上面に対して略直交する方向に拡大することができるので、傾動台の傾動角度を大きくすることができる。さらに、駆動体の伸縮方向を傾動装置の厚さ方向に対して略直交する方向に向けて配置する構成であることから、傾動台と基台との間隔を小さくすることができ、傾動装置の小型化を図ることができる。
また、傾動装置を上下方向に貫通して形成される開口を使用し、例えば傾動台の開口部に載せた被検査物の上方から検査光を照射して、その被検査物を透過した検査光を基台の下方より分析することができる。
【００１０】
また、本発明に係る傾動装置では、第１軸線と第２軸線とは同一平面内にあることが好ましい。
本発明によれば、傾動台における第１軸線と第２軸線の２軸線周りのそれぞれの回転中心を一致させることが可能となるので、変位拡大部材の上下方向の変位に対応して傾動台を傾動させることができ、その傾動精度を向上させることができる。
【００１１】
また、本発明に係る傾動装置では、伝達部は、傾動装置の平面視で第１軸線及び第２軸線のうちいずれか一方の軸線上に重なる位置に設けられていることが好ましい。
本発明によれば、１つの駆動体の伸縮による変位が傾動台に作用する１つの軸線周りのみの回転（傾動）に対応するので、そのときの傾動が他方の軸線周りの傾動に影響を与えることがなく、傾動精度を向上させることができ、傾動制御が容易となる利点がある。
【００１２】
また、本発明に係る傾動装置では、一端が基台に固定され、他端が傾動台に固定された付勢部材が設けられ、付勢部材による付勢力の方向は、第１軸線または第２軸線と交わる向きであって、基台と傾動台を近接または離間する方向に付勢することが好ましい。
本発明によれば、１つの付勢部材による付勢力が傾動台に作用する１つの軸線周りの回転力に対応するため、その付勢力が他方の軸線周りの傾動に影響を与えることのない傾動装置を実現することができる。
【００１３】
また、本発明に係る傾動装置では、変位拡大部材には、駆動体をその伸縮方向に押圧する押圧部材を設けていてもよい。
本発明によれば、最も収縮した状態の駆動体に対して、押圧部材によってその延在方向に圧縮力を加えておくことができるので、駆動体の全伸縮範囲にわたって変位拡大部材を追従させて動かすことができる。
【００１４】
また、本発明に係る傾動装置では、変位拡大部材は、弾性ヒンジと、駆動体の変位を受けたときに弾性ヒンジを支点として変形する変形部と、変形部に一体に設けられるとともに変形部から離れる方向の先端側に伝達部を有するアーム部とを備えていることが好ましい。
本発明によれば、駆動体による第１の変位に伴って、変形部が弾性ヒンジを支点として回動するようにして変形し、その変形部に一体に設けられたアーム部も回動する。このとき、伝達部が回動するアーム部の先端側に位置することから、伝達部の第２の変位が第１の変位に比べて十分に拡大したものとなり、傾動台の傾動角度を大きくすることができる。
【００１５】
また、本発明に係る傾動装置では、傾動台には、伝達部が対応する位置において、傾動台の下面からの突出量を調整可能な突出部材を設けていてもよい。
本発明によれば、突出部材の突出量を調整することで、伝達部の位置に対応して傾動台の傾動角度を適宜設定することが可能となる。例えば駆動体の伸縮範囲における中間長さの状態で、傾動台を基台に対して平行となるように調整することで、駆動体の伸縮範囲を有効に使って傾動台を上下方向に傾動させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の傾動装置によれば、駆動体の第１の変位を変位拡大部材によって基台の上面に対して略直交する方向に拡大することができるので、装置を大型化させずに傾動台の傾動角度を大きくすることができる。また、傾動台支持部には傾動台と基台とを貫通する開口が設けられるので、その開口を用いて傾動台上の被検査物等に対する検査光を通過させた検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態による傾動装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す傾動台を省略した傾動装置の平面図である。
【図３】傾動装置の側面図であって、図２に示すＡ−Ａ線矢視図である。
【図４】図２に示すＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】傾動台支持部の構成を示す分解斜視図である。
【図６】図５に示す傾動台支持部を組み立てた状態の側面図である。
【図７】図６に示すＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】傾動台を一方向に傾斜させた状態を示す側面図である。
【図９】図８に示すＤ−Ｄ線断面図である。
【図１０】傾動台を他方向に傾斜させた状態を示す側面図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態による傾動装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１２】図１１に示す傾動台を省略した傾動装置の平面図である。
【図１３】図１１に示す変位拡大部材と圧電素子の正面図である。
【図１４】図１３に示すＥ−Ｅ線断面図である。
【図１５】変位拡大部材の変形状態を示す図である。
【図１６】従来の傾動装置の一例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の第１の実施の形態による傾動装置について、図１乃至図１０に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態による傾動装置を示す斜視図、図２は図１に示す傾動台を省略した傾動装置の平面図、図３は傾動装置の側面図であって、図２に示すＡ−Ａ線矢視図、図４は図２に示すＢ−Ｂ線断面図、図５は傾動台支持部の構成を示す分解斜視図、図６は図５に示す傾動台支持部を組み立てた状態の側面図、図７は図６に示すＣ−Ｃ線断面図、図８は傾動台を一方向に傾斜させた状態を示す側面図、図９は図８に示すＤ−Ｄ線断面図、図１０は傾動台を他方向に傾斜させた状態を示す側面図である。
なお、これら図１〜図１０においては、以下の説明に関係のない部材は一部省略している。
【００１９】
図１に示す本第１の実施の形態による傾動装置１は、平板状のサンプル支持板（以下、傾動台２とする）上に支持された被検査物の表面形状や透過波面を検査する検査装置（図示省略）に用いられるものである。この検査装置は、傾動台２の上方、或いは下方から図示しない検査光を照射し、その反射光や透過光等を検出装置で測定することにより、被検査物の表面形状や透過波面を検査するものである。そして、被検査物の表面形状や透過波面を検査する時に、傾動台２を傾動させることにより、検査光に対する被検査物の傾きの調整を行うように構成されている。
【００２０】
図１乃至図４に示すように、傾動装置１は、基台３の上方に所定間隔をもって配置された傾動台２と、基台３の上面３ａの略中央に配置されるとともに基台３に対して傾動台２を傾動可能に支持する傾動台支持部４と、傾動台２と基台３との間で、基台３の上面３ａに対して略平行となる方向に延在するとともに、その延在方向に伸縮可能な一対の圧電素子５（５Ａ、５Ｂ）（駆動体）と、この一対の圧電素子５Ａ、５Ｂのそれぞれに対応して設けられ、各圧電素子５の伸縮による変位（第１の変位）を自身の変形により基台３の上面３ａに略直交する方向（傾動装置１の略厚さ方向）に拡大させるとともに、この拡大による変位（第２の変位）を傾動台２に伝達する変位拡大部材６（６Ａ、６Ｂ）と、基台３に対して傾動台２を離反する方向に付勢する圧縮ばね７（７Ａ、７Ｂ）（付勢部材）とを備えて概略構成されている。
【００２１】
図５に示すように、傾動台２は、中央部に円形の開口部２１（図１参照）が形成されており、この開口部２１には後述する回動リング４２（回転体）に取り付けられた第２回転軸部４２ｂ、４２ｂを挿入させて回転可能に支持するための第２回転係合穴部２１ａ、２１ａが設けられている。そのため、傾動台２の開口部２１の内径寸法は、回動リング４２の外径寸法より大きくなっている。なお、第２回転係合穴部２１ａ、２１ａの中心軸線は、円形の開口部２１の中心軸線に対して直交している。
【００２２】
図３及び図４に示すように、傾動台２の下面２ａの後述するＶ溝部６６の上方に位置する部分には、先端が球状に加工された調整ねじ２２（突出部材）が螺合されており、その球状頂部に位置する係止部２２ａがＶ溝部６６により保持されている。
また、傾動台２の下面２ａには、調整ねじ２２（係止部２２ａ）に対してそれぞれ後述する第１軸線Ｘ、または第２軸線Ｙ（図２参照）を挟んで線対称となる位置に、それぞれ傾動台凹部２３が形成されている。この第１軸線Ｘ、第２軸線Ｙは、円形の開口部２１の中心軸線に直交する向きとなっている。そして、この傾動台凹部２３には、下端７ｂが基台３に固定された圧縮ばね７を圧縮させた状態でその一端（上端７ａ）が固定され、ばねの両固定端における傾動台２と基台３とが離反する方向に付勢された状態で保持されている。圧縮ばね７による付勢方向（付勢力）は、符号７Ａが後述する第１軸線、符号７Ｂが後述する第２軸線とそれぞれ交差する向きとなっている。
【００２３】
基台３は、傾動装置１のベースをなし、平面視矩形の平板状に形成され、傾動台２に対して所定間隔をもって対向して配置されている。そして、基台３の中央部には、傾動台２の開口部２１と同軸でその開口部２１より小さい所定の大きさをもつ円形の開口部３１が形成されている。
【００２４】
このように、傾動装置１は、傾動台２と基台３とがそれぞれに形成された開口部２１、３１によって上下方向に貫通しているので、傾動台２に設けた開口部２１上に配置された図示しない被検査物に対して上方から検査光等を照射し、その被検査物を透過した検査光を開口部２１、３１から基台３の下方に導くことが可能となる構成となっている。そして、図２に示すように、圧電素子５Ａ、５Ｂ、変位拡大部材６Ａ、６Ｂ、及び圧縮ばね７Ａ、７Ｂは、これら両開口部２１、３１（図４参照）の周囲の位置に配置されている。具体的には、変位拡大部材６Ａ、６Ｂは、基台３上の１つの隅部の位置と該隅部に隣り合う隣接隅部の位置とに配置され、この変位拡大部材６Ａ、６Ｂに沿うようにして開口部３１側に圧電素子５Ａ、５Ｂがそれぞれ配置され、さらに開口部３１を挟んだ位置に圧縮ばね７Ａ、７Ｂがそれぞれ配置されている。そのため、前記検査光を傾動台２から基台３まで遮られずに傾動装置１を通過させることができ、本傾動装置１においては、この検査光を分析することにより、被検査物の検査等を行うことができる構成となっている。
【００２５】
また、図４に示すように、基台３の上面３ａにおいて、傾動台凹部２３に対向する位置には、基台凹部３２が形成されている。この基台凹部３２には、一端（上端７ａ）が傾動台凹部２３に固定された圧縮ばね７を圧縮させた状態でその下端７ｂが固定され、ばねの両固定端７ａ、７ｂにおける傾動台２と基台３とが離反する方向に付勢された状態で保持されている。
【００２６】
次に、傾動台２の支点をなす傾動台支持部４について図面に基づいて説明する。
図４乃至図７に示すように、傾動台支持部４は、基台３の上面３ａ側に固定された開口部３１と同軸をなす円筒状の支柱４１と、支柱４１の中心軸線に直交する第１軸線Ｘ（基台３の上面３ａに平行であって支柱４１に設けられた所定の軸線）を中心にして支柱４１に対して回動（傾動）可能な回動リング４２（回動体）とを有している。
支柱４１には、第１軸線Ｘ方向において支柱４１の上部側面から突出する一対の第１回転軸部４１ａ、４１ａが設けられている。つまり、一対の第１回転軸部４１ａ、４１ａは、支柱４１の中心軸線を挟んで対向する位置に配置され、第１軸線Ｘを中心軸線として、それぞれが丸棒ピン状をなしている。
【００２７】
回動リング４２は、平面視円環状をなし、内径寸法が支柱４１の外径寸法より大きく、支柱４１の外周部に対して同軸に設けられている。そして、回動リング４２には、支柱４１の第１回転軸部４１ａ、４１ａを回転可能に支持する第１回転係合穴部４２ａ、４２ａが設けられるとともに、回動リング４２の中心軸線に直交する第２軸線Ｙ方向においてリング外周面から突出する一対の第２回転軸部４２ｂ、４２ｂが設けられている。第２軸線Ｙを中心軸線とする丸棒ピン状の第２回転軸部４２ｂ、４２ｂが上述した傾動台２の第２回転係合穴部２１ａ、２１ａに挿嵌された状態で、第２軸線Ｙに対して傾動台２が回動リング４２に対して回動可能に支持されている。
そして、上述した第１軸線Ｘと第２軸線Ｙは、互いになす角が交差（ここでは、９０度）をなし、それぞれが同一平面内に位置している。
【００２８】
なお、支柱４１の第１回転軸部４１ａ、４１ａには、リング状のスペーサ４３、４３（図５参照）が挿通されている。つまり、支柱４１と回動リング４２との間にスペーサ４３が介挿されるので、支柱４１に対する回動リング４２の第１軸線Ｘ方向への移動が規制されるようになっている。
これにより、傾動台２は、基台３に対して、互いに直交する２つの軸線（第１軸線Ｘ、第２軸線Ｙ）のそれぞれを中心にして回動可能（傾動可能）となっている。
【００２９】
なお、図２に示すように、一対の圧電素子５Ａ、５Ｂと一対の変位拡大部材６Ａ、６Ｂとがそれぞれ対応する組になっており、それら２組のうち第１軸線Ｘ周りの傾動に関するものを第１傾動部１０Ａとし、第２軸線Ｙ周りの傾動に関するものを第２傾動部１０Ｂとして以下説明する。さらに、必要に応じて第１傾動部１０Ａに関する部材には符号Ａを付し、一方、第２傾動部１０Ｂに関する部材には符号Ｂを付す。
【００３０】
次に、圧電素子５Ａ、５Ｂの具体的な構成について図面に基づいて説明する。
図２及び図３に示すように、圧電素子５は、長方形の箱状に形成された積層構造をなしており、図示しない電圧発生装置によって印加する電圧が制御される。圧電素子５は、印加する電圧が大きくなるに従い、その長さが長手方向（延在方向に相当）に伸びる構造になっており、これにより、印加する電圧を制御することで伸縮動作が可能となっている。第１傾動部１０Ａにおける圧電素子５Ａが第１軸線Ｘに平行な方向に延在し、第２傾動部１０Ｂにおける圧電素子５Ｂが第２軸線Ｙに平行な方向に延在している。そして、各圧電素子５Ａ、５Ｂは、基台３の上面３ａから傾動台２側に僅かに離間した位置に配置されている。
【００３１】
さらに、圧電素子５は、一端（基端部５ａ）が基台３上に固定された固定ベース８に接着され、他端（先端部５ｂ）が変位拡大部材６の押圧部材６５（後述する）に当接した状態で係止され、圧電素子５の伸縮により押圧部材６５との接点が圧電素子５の延在方向に変位（第１の変位）する構成となっている。例えば圧電素子５が伸張したときには、その先端部５ｂが押圧部材６５を押圧する方向に変位し、押圧部材６５を押圧することになる。
【００３２】
次に、変位拡大部材６の構成について図面に基づいて説明する。
図１乃至図３に示すように、変位拡大部材６は、略箱形状をなしていて一部が基台３に固定された本体部６１と、この本体部６１の側面から外方に向けて伸びる棒状のアーム部６２とからなり、そのアーム部６２の長手方向を圧電素子５の長手方向に略平行にして配置させた状態で、本体部６１の一部に圧電素子５の先端部５ｂを後述する押圧部材６５を介して係止させた構成となっている。これら本体部６１及びアーム部６２は、単一の部材から一体形成され、平面視（図２）が略Ｌ字形となっている。なお、本第１の実施の形態では、変位拡大部材６の部材として、ステンレス製板材等の金属製弾性部材が採用されている。
【００３３】
本体部６１は、その幅方向に沿った切込み溝６３が形成されており、その切込み溝６３を挟んで基端側（圧電素子５側と反対側）の下面６ａ（図３、図８参照）が基台３に固定されている。そして、切込み溝６３の底部に位置する薄肉部には、弾性変形可能な弾性ヒンジ６４が形成されている。つまり、本体部６１は、弾性ヒンジ６４を介して基端部６１ａと変形部６１ｂとが一体に連結された構造となっている。そして、変形部６１ｂの圧電素子５側の側面６１ｃには、幅方向の一方側寄りにアーム部６２が設けられるとともに、同じく他方側寄りに押圧部材６５を介して圧電素子５の先端部５ｂが当接した状態で係止している。
押圧部材６５は、先端６５ａが半球状に形成された押圧ねじであり、変形部６１ｂに対して切込み溝６３側からねじ込み、変形部６１ｂの側面６１ｃより突出させることで、その先端６５ａを圧電素子５の先端部５ｂに係止させて圧電素子５の伸縮力を本体部６１に伝達させるためのものである。
【００３４】
このように、変位拡大部材６は、基端部６１ａが基台３に固定されているので、変形部６１ｂが弾性ヒンジ６４を支点にして切込み溝６３の溝幅を増減させるようにして屈曲可能となっている。なお、切込み溝６３の加工としては、例えば放電加工を用いることができる。
【００３５】
アーム部６２は、無負荷時（本体部６１が変形しない状態）において、その長手方向が基台３の上面３ａに略平行になるように配置されており、その先端には傾動台２の下面２ａから下方に突出した係止部２２を下方から支持するＶ溝部６６（伝達部）が設けられている。そして、アーム部６２は、本体部６１の変形部６１ｂの屈曲に伴って回動し、Ｖ溝部６６が略上下方向に移動する構成となっている。
【００３６】
Ｖ溝部６６の溝方向は、第１傾動部１０Ａにおける第１の変位拡大部材６Ａでは第２軸線Ｙ方向であり、第２傾動部１０Ｂにおける第２の変位拡大部材６Ｂでは第１軸線Ｘ方向となっている。そして、弾性ヒンジ６４とＶ溝部６６との間の上下方向の距離は、弾性ヒンジ６４と押圧部材６５との間の距離に対して長くなっており、その比率に応じて圧電素子５の変位が拡大される構成となっている。そして、Ｖ溝部６６の位置は、圧電素子５の変位方向に対して略９０度の角度をもった略上下方向に拡大されて変位（第２の変位）する（変位した状態を図８乃至図１０に示す）。
【００３７】
図４に示すように、圧縮ばね７（７Ａ、７Ｂ）は、上端７ａを傾動台２の第１軸線Ｘ上または第２軸線Ｙ上に位置する傾動台凹部２３に固定させるとともに、下端７ｂを基台凹部３２に固定させ、ばねの傾動台２側の固定端が位置する第１軸線Ｘまたは第２軸線Ｙに対して、基台３を離間する方向に付勢する構成となっている。つまり、圧縮ばね７Ａ、７Ｂのそれぞれの傾動台支持部４を挟んで反対側の位置において、傾動台２と基台３との間が常に圧縮した状態で保持されることから、各圧縮ばね７の張力により、調整ねじ２２の係止部２２ａがＶ溝部６６に対して常に当接した状態となっている（図２参照）。
このようにしてＶ溝部６６と係止部２２ａとが係合することで、傾動台２の第１軸線Ｘ方向、及び第２軸線Ｙ方向への移動が規制され、傾動台２がずれることなく支持され、高精度な傾動装置１を実現することができる構成となっている。
【００３８】
次に、このように構成される傾動装置１の作用について、図面に基づいて詳細に説明する。
図２及び図３は、圧電素子５の初期状態Ｈ０における傾動装置１の状態を示す図である。初期状態Ｈ０においては、押圧部材６５が圧電素子５の先端部５ｂに当て付き、その押圧力による本体部６１の変形によりアーム部６２の長手方向が基台３の上面に対して傾いた状態になっている。また、圧電素子５には、図示しない電圧発生装置により所定の電圧が加えられている。図示しない電圧発生装置で圧電素子５に加える電圧を上げると、図８及び図９に示すように、圧電素子５が延在方向に伸張して圧電素子５の先端部５ｂの位置が押圧部材６５側に所定の伸びだけ変位する。続いて、押圧部材６５が押圧されると、薄肉で変形し易い弾性ヒンジ６４を支点として本体部６１の変形部６１ｂが切込み溝６３の幅寸法を小さくする方向（矢印Ｅ１方向）に回動するようにして変形する。そして、変形部６１ｂの変形に伴って、アーム部６２も弾性ヒンジ６４を支点にして先端のＶ溝部６６が上方に持ち上がる方向に回動する。このときのＶ溝部６６における上方への変位（第２の変位）は、圧電素子５の変位（第１の変位）を拡大したものとなる。
【００３９】
続いて、変位拡大部材６Ａ、６ＢのそれぞれのＶ溝部６６の変位により、傾動台２の調整ねじ２２の係止部２２ａが上向きに押され、この動作により、傾動台２が圧縮ばね７をその付勢に抗して圧縮させながら基台３に対して傾斜することになる。つまり、図２に示すように、第１傾動部１０Ａにおいては、傾動台支持部４の第１回転軸部４１ａを支点として係止部２２ａが上がる方向に第１軸線Ｘ周りに回動する。また、図示しないが、第２傾動部１０Ｂにおいては、傾動台支持部４の第２回転軸部４２ｂを支点として係止部２２ａが上がる方向に第２軸線Ｙ周りに回動する。このとき、傾動台支持部４は、変位拡大部材６の第２の変位に追従させて傾動台２を２軸線（第１軸線Ｘ、第１軸線Ｙ）を中心に回動（傾動）させるための支点として機能することになる。
【００４０】
また、図２、図３及び図１０に示すように、図３に示す初期状態Ｈ０からＶ溝部６６における傾動台２を下げる方向に傾動させる場合には、図示しない電圧発生装置によって圧電素子５に印加される電圧を下げることで、圧電素子５を延在方向に収縮させる。これにより、圧電素子５の先端部５ｂの位置が押圧部材６５側から離反する方向に変位する。続いて、押圧部材６５は初期状態Ｈ０において圧電素子５によって予圧された状態であるので、前記収縮による圧電素子５の変位に対して押圧部材６５が追従する。そのため、弾性ヒンジ６４を支点として本体部６１の変形部６１ｂが切込み溝６３の幅寸を元に戻す方向に回動するようにして変形する。そして、変形部６１ｂの変形に伴って、アーム部６２も弾性ヒンジ６４を支点にして先端のＶ溝部６６が下がる方向（矢印Ｅ２方向）に回動する。このときのＶ溝部６６における下方への変位（第２の変位）は、圧電素子５の変位（第１の変位）を拡大したものとなる。
次いで、変位拡大部材６のＶ溝部６６の下向きの変位により、傾動台２が圧縮ばね７Ａ、７Ｂの付勢により傾動台支持部４を支点にして基台３に対して傾動することになる。
【００４１】
本傾動装置１では、第１軸線Ｘと第２軸線Ｙとが同一平面内にあり、傾動台２における第１軸線Ｘと第２軸線Ｙの２軸線周りのそれぞれの回転中心を一致させることが可能となるので、変位拡大部材６によるＶ溝部６６の上下方向の変位に対応して傾動台２を傾動させることができ、その傾動精度を向上させることができる。
また、Ｖ溝部６６は、平面視で第１軸線Ｘ及び第２軸線Ｙのうちいずれか一方の軸線上に重なる位置であることから、１つの圧電素子５の伸縮による第１の変位が傾動台２に作用する１つの軸線周りのみの回転（傾動）に対応するので、そのときの傾動が他方の軸線周りの傾動に影響を与えることがなく、傾動精度を向上させることができ、傾動制御が容易となる利点がある。
さらに、１つの付勢部材７による付勢力が傾動台２に作用する１つの軸線周りの回転力に対応するため、その付勢力が他方の軸線周りの傾動に影響を与えることのない傾動装置を実現することができる。
【００４２】
本傾動装置１では、押圧部材６５のねじ込み量を適宜調整することで、変形部６１ｂの側面６１ｃに対する突出量を調整することができる。具体的には、押圧部材６５を圧電素子５に向かうようにしてねじ込んでいくと、所定箇所で押圧部材６５の先端が圧電素子５に接触し、その状態からさらに押圧部材６５をねじ込むと、アーム部６２が図８に矢印Ｅ１で示す方向に変位していく。この状態においては、圧電素子５には、押圧部材６５を通じて弾性ヒンジ６４の反力と、圧縮ばね７による付勢力が圧縮力として加わる。圧電素子５が最も収縮した状態でもこの圧縮力が加わる状態となるように押圧部材６５で調整することで、圧電素子５の全伸縮範囲にわたって変位拡大部材６が追従して動くことになる。
【００４３】
また、第１傾動部１０Ａにおいて、圧電素子５の伸縮による傾動台２の第１軸線Ｘ周りの傾動範囲は調整ねじ２２で調整される。例えば、圧電素子５に最大の半分の電圧を加えた状態で基台３に対して第２軸線Ｙが平行になるようにする場合には、圧電素子５に最大の半分の電圧を加えた状態で、基台３に対して第２軸線Ｙが平行になるように調整ねじ２２を使って傾動台２の傾きを調整すれば良い。つまり、調整ねじ２２の突出量を調整することで、Ｖ溝部６６の位置に対応して傾動台２の傾動角度を適宜設定することが可能となり、上述したように圧電素子５の伸縮範囲における中間長さの半分を伸張させた状態で、傾動台２を基台３に対して平行となるように調整することで、圧電素子５の伸縮範囲を有効に使って傾動台２を上下方向に傾動させることができる。
【００４４】
なお、ここまで第１軸線Ｘ周りの回転に関係する第１傾動部１０Ａの第１圧電素子５Ａ、第１の変位拡大部材６Ａ、第１圧縮ばね７Ａについて説明してきたが、これは、第２軸線Ｙ周りの回転に関係する第２傾動部１０Ｂにおける第２圧電素子５Ｂ、第２の変位拡大部材６Ｂ、第２圧縮ばね７Ｂについても軸が異なる以外の構成、及び作用は同様であるため、詳しい説明は省略する。
【００４５】
また、本傾動装置１では、開口部２１、３１が設けられているので、その開口部の下方から傾動台２上の図示しない被検査物を測定することができる。
【００４６】
上述のように本第１の実施の形態による傾動装置では、圧電素子５の第１の変位を変位拡大部材６によって基台３の上面３ａに対して略直交する方向に拡大することができるので、装置を大型化させずに傾動台２の傾動角度を大きくすることができる。
また、傾動台支持部４には傾動台２と基台３とを貫通する開口が設けられるので、その開口を用いて傾動台２上の被検査物等に対する検査光を通過させた検査を行うことができる。
【００４７】
次に、他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第１の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第１の実施の形態と異なる構成について説明する。
図１１は本発明の第２の実施の形態による傾動装置の概略構成を示す斜視図、図１２は図１１に示す傾動台を省略した傾動装置の平面図、図１３は図１１に示す変位拡大部材と圧電素子の正面図、図１４は図１３に示すＥ−Ｅ線断面図、図１５は変位拡大部材の変形状態を示す図である。
【００４８】
図１１に示す第２の実施の形態による傾動装置１Ａは、第１の実施の形態の変位拡大部材６（図３参照）の構造を代えたものである。
図１１及び図１２に示すように、第２の実施の形態の傾動装置１Ａは、第１の実施の形態と同様に傾動台２の平面視中央には厚さ方向に貫通する円形の開口部２１が設けられ、基台３にも同様に前記開口部２１に同軸となる開口部３１が形成され、基台３の開口部３１に固定された支柱４１に対して支柱４１の中心軸線に直交するＸ軸線（第１軸線Ｘ）を中心にして回転する回動リング４２が設けられ、さらに傾動台２が回動リング４２に対してＸ軸線に直交するＹ軸線（第２軸線Ｙ）周りに回転するように傾動台支持部４が構成されている。そして、傾動台２と基台３との間で傾動台支持部４の周囲には、変位拡大部材９（９Ａ、９Ｂ）、圧電素子５（５Ａ、５Ｂ）、および圧縮ばね７（７Ａ、７Ｂ）が配置されている。
なお、第１傾動部１０Ａの第１圧電素子５Ａは第１軸線Ｘ方向に平行に配置され、第２傾動部１０Ｂの第２圧電素子５Ｂは第２軸線Ｙ方向に平行に配置されている。
【００４９】
図１３及び図１４に示すように、第２の実施の形態による変位拡大部材９（９Ａ、９Ｂ）は、同一部材からの連続した一体形成とされており、側面視で略パンタグラフ状をなす横長の八角形に形成した枠組み構造となっている。そして、変位拡大部材９の枠内に圧電素子５がその長手方向（伸縮方向）を横方向（基台３の上面３ａに略平行な方向）に向けて配置させた構成となっている。さらに具体的に変位拡大部材９は、八角形をなす辺部に相当する剛体部９１ａ、９１ｂ、…９１ｈと、各剛体部９１ａ、９１ｂ、…９１ｈの角部に位置する弾性ヒンジ９２ａ、９２ｂ、…９２ｈとからなる。つまり、剛体部は、左右方向に対向する剛体側部９１ａ、９１ｂと、上下方向に対向する剛体上部９１ｃ、剛体下部９１ｄと、剛体側部９１ａ、９１ｂ及び剛体上下部９１ｃ、９１ｄに隣接して斜め方向に配される剛体斜部９１ｅ、９１ｆ、９１ｇ、９１ｈとからなる。
【００５０】
そして、剛体部９１ａ〜９１ｈ同士の隣り合う連続部には外周側に開口する切込みが設けられ、その切込みの底部に弾性ヒンジ９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄ、９２ｅ、９２ｆ、９２ｇ、９２ｈが形成されている。これにより、変位拡大部材９は、上下方向（圧電素子５の延在方向を含む基台３に平行な面に直交する方向）及び左右方向（圧電素子５の延在方向）に撓む変形が可能となっている。
【００５１】
剛体下部９１ｄは、基台３の上面３ａの、支柱４１の中心軸線に対して所定の距離だけ離れた支柱４１の外側の所定位置に固定されている。そして、剛体上部９１ｃの上面には、Ｖ溝部９３が形成されており、このＶ溝部９３が傾動台２の下面から突出する係止部２２ａに係止することで、変位拡大部材９は傾動台２を下方より支持する構成となっている。
図１２に示すように、Ｖ溝部９３の溝方向は、第１傾動部１０Ａにおける第１変位拡大部材９Ａでは第２軸線Ｙ方向に平行であり、第２傾動部１０Ｂにおける第２変位拡大部材９Ｂでは第１軸線Ｘ方向に平行となっている。
【００５２】
そして、対向する剛体側部９１ａ、９１ｂ同士の間には、基端部５ａを一方の剛体側部９１ａに固定し、先端部５ｂが押圧部材９４を介して他方の剛体側部９１ｂに固定した圧電素子５がその延在方向を剛体側部９１ａ、９１ｂ同士の離間方向に向けて配置されている。なお、上述した一方（図１３、図１４では左側）の剛体側部９１ｂには、先端が球状に加工されたねじ部材をなす押圧部材９４が剛体部内側に向けてねじ込まれており、ねじ先端部９４ａが圧電素子５の先端部５ｂに当接するようになっている。この状態において、圧電素子５は、剛体上下部９１ｃ、９１ｄに対して所定の間隔をもった状態で配置される。その後、本傾動装置１Ａの使用に先立って圧電素子５に所定の電圧が印加され、圧電素子５が所定量伸張された状態となる。この状態を初期状態Ｈ０（図１３参照）とする。
【００５３】
これにより本傾動装置１Ａの使用に際しては、圧電素子５の伸縮に伴って、剛体側部９１ａ、９１ｂ同士が近接離反する方向（左右方向）に変位し、これに伴って剛体上下部９１ｃ、９１ｄも上下方向に移動することになるが、剛体下部９１ｄが基台３に固定されているので、剛体上部９１ｃのみが上下方向に移動し、傾動台２を傾動台支持部４を支点にして傾動させる構成となっている。
【００５４】
次に、第２の実施の形態による傾動装置１Ａの作用について説明する。
なお、図１５に示すに二点鎖線は、傾動台２に被検査物を配置して検査する際に先立って、圧電素子５に所定の電圧が加えられた初期状態Ｈ０の変位拡大部材９の外形輪郭を表している。
図１５に示すように、圧電素子５に電圧が加えられて伸張すると、両剛体側部９１ａ、９１ｂが離間する方向に移動する。このときの圧電素子５の伸張量をＮとすると、両剛体側部９１ａ、９１ｂの移動量はそれぞれＮ／２となる。これにより、変位拡大部材９は、各弾性ヒンジ９ａ〜９ｈが撓むことで変形する。そして、変位拡大部材９の変形による拡大量は、圧電素子５の伸縮方向に対する剛体斜部９１ｅ〜９１ｈの傾斜角度が小さいほど大きくなる。
【００５５】
圧電素子５の変位は、変位拡大部材９の剛体上部９１ｃの変位（第２の変位）として出力され、その方向は圧電素子５の伸縮方向に対してその伸縮方向を含む面に直交する方向となる。その剛体上部９１ｃの変位量Ｐは、圧電素子５の変位量よりも大きくなり、変位拡大部材９が変位を拡大する機構として機能する。図１５に示すように、圧電素子５が伸張したときには、変位拡大部材９全体が左右方向（圧電素子５の伸縮方向）に伸張するように撓み、圧電素子５の伸縮量に対して拡大された量で、剛体上部９１ｃが下方向に移動する。一方、図示しないが、圧電素子５が収縮したときには、変位拡大部材９全体が左右方向（圧電素子５の伸縮方向）に縮小するように撓み、圧電素子５の収縮量に対して拡大された量で、剛体上部９１ｃが上方向に移動する。
そして、図１１に示すように、剛体上部９１ｃの移動に伴って、Ｖ溝部９３に係止する係止部２２ａを介して傾動台２を傾動させることができ、第１傾動部１０Ａにおいては傾動台２を第１軸線Ｘ周りに回動させて傾動させ、また第２傾動部１０Ｂにおいては傾動台２を第２軸線Ｙ周りに回動させて傾動させる。
【００５６】
なお、本第２の実施の形態による変位拡大部材９の幅寸法（図１４に示す符号Ｑ）が、上述した第１の実施の形態による変位拡大部材６の幅寸法（図２に示すＱ´参照）より小さくすることができる。そのため、傾動装置１Ａの横幅寸法を小さくすることができる。また、傾動装置１Ａの横幅寸法を第１の実施の形態と同じにした場合には、傾動装置１Ａの平面視中央に設けた傾動台支持部４の支柱４１の外径寸法をさらに大きくすることができ、基台３から傾動台２にわたる範囲で開けられた開口をより大きくすることが可能となる。
【００５７】
以上、本発明による傾動装置の第１及び第２の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では駆動体として積層型の圧電素子５を採用しているが、これに限定されることはなく、例えば磁歪素子等の他の固体状の変形素子を用いてもよい。
また、本実施の形態においては、圧縮ばね７の付勢力の方向を基台３の上面３ａに対して略直交する方向としているが、これに限るものではなく、例えば圧縮ばね７の付勢力の方向が第１軸線Ｘ、或いは第２軸線Ｙに向かう方向であれば同様の効果を得ることができる。
【００５８】
また、本実施の形態では、付勢手段として圧縮ばね７を使用し、この圧縮ばね７は傾動台２のＶ溝部６６に対応する位置（調整ねじ２２が配置される位置）に対して、傾動台支持部４を挟んで反対側に設けているが、これに限定されることはなく、例えば、調整ねじ２２と傾動台支持部４との間の位置において引張ばねを使用することも可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１、１Ａ  傾動装置
２  傾動台
２ａ  下面
３  基台
４  傾動台支持部
５、       ５Ａ、５Ｂ  圧電素子（駆動体）
５ｂ  先端部
６、       ６Ａ、６Ｂ  変位拡大部材
７、７Ａ、７Ｂ  圧縮ばね（付勢部材）
９、９Ａ、９Ｂ  変位拡大部材
１０Ａ  第１傾動部
１０Ｂ  第２傾動部
２１  開口部
２２  調整ねじ（突出部材）
２２ａ  係止部
３１  開口部
４１  支柱
４２  回動リング（回転体）
６１  本体部
６１ｂ  変形部
６２  アーム部
６３  切込み溝
６４  弾性ヒンジ
６５  押圧部材
６６  Ｖ溝部（伝達部）
Ｈ０  初期状態
Ｘ  第１軸線
Ｙ  第２軸線
【図１】
2010165303.tif 000003
【図２】
2010165303.tif 000004
【図３】
2010165303.tif 000005
【図４】
2010165303.tif 000006
【図５】
2010165303.tif 000007
【図６】
2010165303.tif 000008
【図７】
2010165303.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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